010-82930964 
编号：NMJS09808
篇名：纳米TiO2/Cu2O/Pt复合材料的制备及在多功能纺织品中的应用
作者：刘峰强
关键词： TiO2/Cu2O/Pt复合材料; 吸附性能; 光催化性能; 羊毛织物;
机构： 上海工程技术大学
摘要： TiO2因其没有毒性,价格低廉等原因,成为了目前在光催化领域应用的最多的半导体材料。但TiO2的使用本身也存在着较大的局限性,由于其自身禁带宽度较大,光生电子与空穴易复合,对可见光的利用率基本为零,极大限制了TiO2在光催化领域的发展。本论文以水热法制备出标准的锐钛矿相二氧化钛溶胶,以此二氧化钛溶胶为基底复合窄带隙半导体材料Cu2O,制得TiO2/Cu2O复合空心微球,再通过贵金属沉积Pt制得吸附和光催化性能良好的TiO2/Cu2O/Pt复合材料,从形貌和结构对TiO2进行调控,改善TiO2自身的缺陷,扩宽TiO2本身的应用范围。最后通过功能整理将TiO2/Cu2O/Pt复合材料负载到羊毛织物上,得到自清洁性能良好且兼具抗紫外性能的羊毛织物,极大提高了羊毛织物本身的附加值。具体研究如下: 1.采用水热法制备出TiO2溶胶,通过液相沉积法获得TiO2/Pt复合材料。研究了不同载Pt量对TiO2/Pt形貌和光催化性能的影响。结果表明:制备的TiO2溶胶为平均粒径小于20 nm的梭形纳米棒,载Pt量未对样品的形貌造成明显影响;当H2PtCl6·6H2O加入量为1.5 mL时,样品在可见光下具有最佳的光催化性能,0.1 g样品在180 min内可降解88.5%的亚甲基蓝（MB）(10 mg/L),贵金属沉积能显著增强TiO2的光催化性能。 2.以TiO2溶胶为基底,Cu（Ac）2·H2O为铜源,通过沉淀法合成TiO2/Cu2O复合空心微球。研究了Ti4+和Cu2+不同的摩尔比对TiO2/Cu2O形貌和光催化性能的影响。结果表明:Ti4+和Cu2+不同的摩尔比对样品的形貌会造成较大影响,当Ti4+和Cu2+的摩尔比为1:0.8时,TiO2/Cu2O具备最大比表面积90.573 m2/g和最小粒径150 nm,此时样品在可见光下具备最佳的吸附和光催化性能,0.01 g样品在120 min内可降解91.2%的甲基橙（MO）(20 mg/L),相对于TiO2和Cu2O对甲基橙（MO）(20 mg/L)的降解率有显著提高。。 3.以TiO2/Cu2O复合材料为基底,通过液相沉积法制备TiO2/Cu2O/Pt复合材料。研究了不同载Pt量对TiO2/Cu2O/Pt形貌和光催化性能的影响。结果表明:载Pt量的变化会对样品的光催化性能造成较大影响。过量Pt负载会使得TiO2/Cu2O空心微球被破坏,进而对样品本身的光催化性能造成影响。当H2PtCl6·6H2O加入量为35 mL时,样品具备最佳的吸附和光催化性能,0.01 g样品在100 min内可降解93%的MO（20 mg/L）,此时样品形貌良好,未对空心微球造成明显破坏,相比于TiO2、Cu2O和TiO2/Cu2O对甲基橙（MO）(20 mg/L)的降解率都明显增强。 4.为研究TiO2/Cu2O/Pt复合材料的实际应用价值,通过功能整理将样品整理在羊毛织物上,得到自清洁性能良好且兼具抗紫外性能的羊毛织物,并研究了预处理对织物本身功能性的影响。结果表明:经过预处理和功能整理的羊毛织物相比于只经过功能整理的羊毛织物具备更优的自清洁和抗紫外性能。
